高 山

(中铁二院工程集团有限责任公司环境工程研究院,成都 610031)

国家《中长期铁路网规划》及《西部大开发“十三五”规划》明确“十三五”及今后很长一段时间国家铁路建设重点在西部地区。但是，西部地区地形地质条件十分复杂，生态环境十分敏感和脆弱，环境敏感区交错相连，是我国生态环境保护的重点地区和确保我国生态安全的关键地区，铁路建设带来的生态环境保护问题显得十分重要。因此，西部铁路建设决策应充分考虑生态保护，贯彻环保选线理念，从源头和空间控制，避免和控制铁路建设带来的生态破坏和影响，以实现铁路建设可行性研究阶段的选线方案的合理决策。

在传统的铁路线路方案选线决策，以经济、技术、地质、安全等参数为决定性因素，环境因素往往被忽略，导致铁路决策实施后出现对生态环境产生不可逆转的影响。如岷山山系大熊猫栖息地，由于近几十年的人类活动，特别是公路建设造成大熊猫栖息地的断裂，导致种群隔离划分出A、B、C种群[1]。如何做到铁路建设与生态环境可持续的协调发展，成为西部铁路建设关注的一个热点问题。近年来，环保选线已成为铁路设计中的重要组成部分而日益受到重视，对避免和控制铁路建设选线决策失误对生态环境的影响，保护生态系统的完整性和连续性，保障国家生态安全具有十分重要的意义。

本文以成兰铁路环保选线为例，铁路通过的岷山山系地形地质条件复杂、生态敏感区交错相连，尤以岷山山系大熊猫为代表的珍惜野生动物及其生境为保护对象的自然保护区贯穿整个区域，因此仅就单个保护区的保护要求进行线路方案环保比选可能顾此失彼，无法衡量工程对该区域生态完整性和连续性的影响。因此，采用区域生态战略评价的创新理念，将线性环评扩展至区域环评，评价不再局限于线路方案两侧，将沿线集中连接分布在一起的敏感区群作为集体保护对象进行比选，从生态战略角度出发进行区域环保选线。通过总结成兰铁路环保选线经验，旨为西部复杂艰险山区铁路、公路等线性工程建设选线提供参考。

1 成兰铁路基本情况及环境特征

成兰铁路位于四川省和甘肃省境内，起于成都，经什邡、茂县、松潘至九寨沟，向北延伸连接兰渝铁路的哈达铺站，线路全长435.188km。项目是国家《中长期铁路网规划调整方案》中西部综合运输大通道的重要组成部分，是《汶川地震灾后恢复重建基础设施专项规划》中安排建设的保障地震灾区运输通道安全、生命救援通道畅通的重要基础设施[2-3]。

成兰铁路影响区域属青藏高原东部边缘的岷山山系和西秦岭边缘，为四川盆地成都平原向青藏高原东部边缘构造强烈复合之高山峡谷带过渡区，属于全国地势二级阶梯(高程1 000～2 000m)向一级阶梯(高程大于4 000m)过渡区，地形总体趋势为北西高、南东低，区域高山重叠、峰谷交错、沟壑纵横、谷地狭窄，地形地貌极为复杂，见图1。

图1 成兰铁路研究区域地形地貌3D模型图Fig.1 3D model Map of regional topography of Chengdu-Lanzhou railway

岷山山系是一个多种地理要素交汇、过渡的大尺度复合性的生态过渡区，是我国乃至全球生物多样性最丰富的地区之一，已被世界自然基金会(WWF)和保护国际(CI)列为优先保护区域，也是我国最重要的生态屏障和长江上游最重要的水源涵养地。该区域属于《全国主体功能区规划》国家构建“两屏三带”生态安全战略格局中“青藏高原生态屏障”和“黄土高原川滇生态屏障”及《全国生态功能区划》中“岷山-邛崃山生物多样性保护重要生态功能区”，《四川省生态保护红线》中“岷山生物多样性保护-水源涵养红线区”。

图2 大熊猫栖息地分布生态制图Fig.2 Ecological map of panda huabitats

沿线区域内生态敏感保护目标的保护级别高(有世界遗产、世界生物圈)、分布密度高，尤其通道区域是岷山山系A、B、C大熊猫种群及其栖息地主要分布区，大熊猫种群数量占全国的44.36%，栖息地面积占41.66%，主要分布在海拔1 800～3 700m[1]，划分为4块(见图2)，在整个大熊猫及其栖息地和栖息通道保护上具有不可替代的地位。区域设立有以保护大熊猫为主的自然保护区多达24处，九寨沟、黄龙等国家级、省级风景名胜区15处，森林公园19处，地质公园4处；同时，岷江上游干旱河谷地带属较为脆弱的干旱河谷灌丛和亚高山灌丛生态系统；区域为岷江和白水江的源头。另外该区域也是我国藏、羌、回等少数民族的聚集地，民族信仰和民族宗教独特(敬奉神山、圣湖)[4-5]。可见，项目区域生态环境具有“原始、独特、敏感、脆弱”的特点，且区域生态敏感区交错相连，形成了整体性很强的保护区域，工程环保选线受到很大的制约，选线范围非常有限。

2 成兰铁路环保选线

2.1 环保选线技术路线

2.1.1 环保选线原则与目标

成兰铁路沿线区域大熊猫栖息地以及以大熊猫等珍稀动植物及其生境为保护对象的自然保护区有着最高的权重，线路选线应绕避珍稀濒危野生动物的栖息地和珍稀植物集中分布区，尤其自然保护区的核心区和缓冲区，确保珍稀濒危野生动植物生境的完整性和连续性。环保选线遵循“预防为主、保护优先、开发与保护并重”的基本原则和“早期介入、大范围调研、生态空间管控、广泛参与”的原则。达到“沿线珍稀濒危野生动植物不受影响，景观资源和景观不受破坏，江河水源不受污染，生态环境得以恢复”，实现“生态、绿色”铁路的目标。

2.1.2 环保选线技术流程

环保选线技术流程分为预可研阶段铁路宏观通道方案走向的环保选线和可研阶段推荐线路建设方案的环保选线，见图3。

首先，确定和划分研究区域。根据铁路网规划确定的成兰铁路通道起讫点为成都至哈达铺，确定通道研究涵盖范围包括阿坝州其余各县以及成都龙门山景区和甘肃南部部分地区。

其次，搭建环境研究平台。通过对研究区域大范围的环境现状调查及资料收集，以及相关法规研究，掌握所有值得保护区域和资源信息，尤其是制约和控制线路方案的生态敏感区，提出宏观通道方案走向的环保原则；同时通过地理信息系统(GIS)将环境信息展示在专题地图上，搭建环境研究平台。

图3 环保选线技术流程图Fig.3 The flow chart of the Green Line selection technology

第三，宏观通道走向环保选线研究。按环境的影响权重对专题地图进行叠加，从而找寻对环境最优、影响最小的走廊带，结合工程地质选线，指导宏观通道方案走向的设计选线方案，经专家咨询，确定项目立项宏观通道方案走向推荐线路方案。

第四，微观局部线路方案优化与比选。针对可研推荐线路方案涉及的生态敏感目标开展环境影响专题论证和研究及专家咨询，征求主管部门意见和完善生态敏感保护目标行政许可手续。同时从线路平面、工程形式、施工组织等优化研究，确定最优的、环境可行的工程建设方案，作为项目决策推荐建设方案。

2.2 预可研宏观通道走向环保选线研究

预可研文件为项目立项的依据，此阶段提出铁路宏观通道方案走向。在项目预可阶段线路走向可选择的空间范围较大，是贯彻保护生态环境、落实可持续发展主导思想的关键。

2.2.1 大范围调研，搭建环境平台，实施生态空间管控。国家铁路网规划成兰铁路起于成都止于兰州，通道研究范围涵盖阿坝州其余各县以及成都龙门山景区和甘肃南部部分地区。调查、收集研究范围的区域环境资料及信息，经研究，区域内分布的大熊猫栖息地及其栖息环境、自然保护区、风景名胜区、森林公园和地质公园等生态敏感区数量多、面积大，且交错相连，保护对象无论是野生动植物及其生境还是景观资源都有着很高的保护价值。而大熊猫及其生境在区域生态环境保护中具最高的权重，栖息地和潜在栖息地分布占区域幅员面积的23.28%，为区域生态环境重点保护目标；按照法规要求，自然保护区的核心区和缓冲区、风景名胜区的核心景区、一级水源保护区、地质公园一级保护区等为重要保护目标。采用地理信息系统(GIS)空间图形叠置技术，完成1∶5万或1∶1万沿线生态敏感区专题生态制图(见图4)，快速搭建区域生态保护目标及其空间分布和生态空间管控范围的环保选线环境平台。

图4 沿线生态敏感区专题生态制图Fig.4 Ecological mpa of eco-sensitive areas along the route

图5 通道方案宏观真走向研究方案及GIS生态叠图Fig.5 The plan of the macroscopic trend of channel scheme

2.2.2 开展宏观通道方案走向比选，综合考虑各方面因素环境最优、影响最小的推荐方案。将专题生态制图与工程选线CAD软件设计图、Google Earth地图分层叠加，完成通道方案走向GIS生态制图，指导线路专业设计人员，按照生态空间管控要求，在生态环境最优、影响最小的走廊带里设计路线的方案。从环境保护角度研究认为区域大熊猫及其生境的保护有着重要意义，贯彻“环保优先、避让为主”的原则，同时考虑工程技术经济、地质等综合因素，确定成兰铁路东、中、西三大宏观通道方案(见图5)：①自江油接轨，经平武、九寨沟县城至兰渝线的东线方案；②自成都经什邡、绵竹至兰渝线的中线方案；③自成都经什邡、茂县、松潘、黄龙、九寨沟至兰渝线的西线方案。

预可研阶段宏观通道方案走向工程经济及环保选线研究比选情况见表1。

表1 成兰铁路宏观通道方案走向环保选线比较(范围：AK0+000～AK473+275.5)Tab.1 Comparison of line selection scheme of Chengdu-Lanzhou Railway(Scope:AK0+000～AK473+275.5)

由图5及表1分析得出： 三个宏观通道方案走向均不同程度穿越了区域内生态环境敏感区。一方面就大熊猫栖息地及其生境的保护而言，中线、东线方案穿越线路长，特别是穿越2号地块大熊猫及其栖息地核心区域，而西线穿越长度最短；同时，考虑区域内大熊猫99%的活动痕迹都位于海拔2 000m以上，从工程技术经济分析，铁路线路可选择布置在1 060～1 800m，不在大熊猫活动的主要海拔段，不会对大熊猫的栖息及迁移活动造成直接的影响[1]。另一方面就涉及自然保护区影响而言，中、东线方案涉及有国家级、省级自然保护区6处，西线方案仅涉及省级自然保护区4处。因此，从环保角度分析认为，就保护区域大熊猫及其栖息地环境而言，成兰铁路通道方案宏观走向推荐西线方案合理。

2.2.3 广泛参与，形成一个学者与决策者共同合作的过程，为项目决策提供技术支持。根据预可研宏观通道方案走向选线设计及环保选线研究成果，在编制完成《新建铁路成都至九寨沟(兰州)线环保选线技术咨询论证报告》基础上，邀请中科院、四川大学、住建部、国土资源部、国家林业局等专业领域的知名专家、学者及川甘两省政府各部门组成环保选线咨询工作组，通过现场实地调研和技术咨询，认为项目的选线比较充分地考虑了相关法律法规和沿线生态环境保护的要求，铁路通道宏观走向推荐西线方案相对较为合理。

综上，通过预可研阶段大范围的环保选线研究，同时考虑工程经济、技术、地质、安全等参数，采用对生态环境影响最小的西线铁路通道宏观走向方案作为项目预可研推荐的线路走向方案。项目宏观通道方案走向推荐西线方案，线路穿越大熊猫及其栖息地线路最短，且线路可采取隧道的方式布置于大熊猫活动高程以下；绕避自然保护区20处、穿越4处(均为省级)，绕避风景名胜区6处、穿越3处，绕避森林公园10处、穿越2处，绕避地质公园3处、穿越1处；穿越环境敏感区的核心区和缓冲区以隧道方式为主，保护区内出露地面工程以桥梁形式为主，最大限度的减小项目建设对保护区保护目标的影响。

2.3 可研阶段建设方案环保选线研究

可研文件是项目决策的依据，此阶段主要从技术、经济、环保、节能、土地利用等方面进行全面深入的论证项目建设可行性。在项目预可阶段线路方案研究在预可研推荐的线路走向方案基础上进行，可选择的空间范围较小，是实现铁路绿色发展，落实生态保护的关键。

2.3.1 线路研究方案及环境敏感区

随着环保选线工作和地质勘察的进一步加深，重点对成都至茂县穿越龙门山地带、松潘至九寨沟段等段局部线路方案进行了优化。本工程选线不仅是环保选线，也是地质选线，受龙门山、岷江和西秦岭三大断裂带的影响，区域的地质环境复杂，随着可研阶段的勘测和地质工作加深，线路方案受地质影响局部进行了调整。松潘至九寨沟段的线路方案在经弓杠岭、甘海子段对大熊猫潜在栖息地、岷江源、黄龙国家风景名胜区、九寨国家森林公园、九寨沟国家级风景名胜区影响较大，环保比选在此段采取绕避弓杠岭、甘海子方案。

可研阶段环保选线主要针对通道方案走向推荐线路方案涉及的环境敏感区进一步进行微观、详细的局部线路方案环境比选和优化，提出环境可行、合理的工程建设方案。按照大熊猫种群及其栖息地，以及推荐通道方案走向设计的生态环境敏感区的区位分布及生态叠图，将推荐的通道方案走向划分为起点成都至茂县段、茂县至九寨沟段、九寨沟至哈达铺段三部分进行方案环境比选研究。本文以成都至茂县段建设方案环境比选为例。

图6 研究地段环境敏感区专题生态制图Fig.6 The eco-map of environmental sensitive areas

图7 研究方案及GIS生态叠图Fig.7 Research scheme and GIS ecological overlay

根据生态叠图(见图6)研究分析，成都至茂县段区域大熊猫及其栖息地、自然保护区、世界遗产、风景名胜区、森林公园、地质公园等生态环境敏感区连接分布形成东北至西南布设的宽约25km、长约90km长条形生态敏感区，以不切割龙门山一带大熊猫B种群及其猫栖息地，保护生境完整性和连续性为原则，线路路径及走向研究多个方案。但受地质条件及工程安全风险影响，工程技术经济可行的方案仅有经红白方案、经安县方案(见图7)。

经红白方案：线路自青白江站引出，经什邡至蓥华进入龙门山脉，经红白镇后，受地震破坏和采空区影响，线路以曲线穿斑竹园隧道(16.349km)至漆树沟，设漆树沟特大桥，以后线路再穿龙门山隧道(14.458km)至茂县，线路长104.85km。

经安县方案：线路自青白江引出，经什邡、绵竹，于汉旺进入龙门山脉，经安县的雎水场后线路设邓家坪隧道(10.978km)和龙门山隧道(14.728km)越过龙门山脉，沿山脉西麓行至茂县，线路长120.756km。

2.3.2 方案环境比选

2.3.2.1 方案环境制约因素

两方案比较范围涉及的环境制约因素有大熊猫栖息地及生境、自然保护区、风景名胜区、国家地质公园等环境制约因素，见表2。

表2 方案主要环境制约因素分析Tab.2 Analysis of major environmental constraints of the schemes

2.3.2.2 方案环境比选与优化

①重要生态敏感目标专项研究，为优化局部线路方案提供技术支撑。对项目推荐宏观通道线路方案涉及的生态敏感目标，通过由四川大学、中科院成都生物研究所、四川省地质工程勘察院等专门专业技术机构编制完成《新建铁路成都至兰州线对大熊猫栖息地的影响研究》《新建铁路成都至兰州线对陆生生物多样性影响研究》《新建铁路成都至兰州线对地下水环境影响评价专题报告》等专项研究成果，并通过专家对专题研究报告进行技术论证和评估，为项目建设方案环境影响评价和工程设计方案决策提供科学了依据。依据专项研究成果，综合比选分析得出，局部线路方案对区域大熊猫及其生境、生物多样性和地下水环境会产生一定的影响，但在采取相应环保措施后生态环境敏感区影响可控、可接受。

②法定生态敏感保护目标开展专题论证及专家咨询，征求主管部门意见，确保推荐线路建设方案的环境可行性。线路受地质、地形、敏感区区位布置的限制，推荐方案将不可避免穿越宝顶沟、千佛山、安县生物礁省级自然保护区，千佛山省级风景名胜区和安县生物礁国家地质公园，建设单位委托了四川省林业勘察设计研究院等专业机构开展专题论证，召开专家咨询会，邀请国内高校、科研单位、自然保护区管理部门等野生动植物保护专业技术领域的知名专家、学者，开展现场考察和技术咨询，充分论证线路方案穿越环境敏感区的唯一性、合理性和可行性，并由环境敏感区主管部门组织领域专家进行技术评审，确认线路方案穿越以上敏感区，完善法律手续。

③涉及生态敏感保护目标地段，结合专题研究和专题论证成果，优化局部线路方案、工程建设形式及施工组织方案。线路方案涉及的大熊猫栖息地及其交流通道、自然保护区、风景名胜区、水源保护区等生态敏感保护目标，运用地理信息系统(GIS)空间图形叠置技术与分析方法，快速分析铁路建设方案的影响程度，指导线路建设方案进一步优化，最大限度的避让环境敏感保护目标。无法避让，则采用环境影响小的隧道或桥梁工程形式穿越。如根据专项研究成果，区域内大熊猫99%的活动痕迹都位于海拔2 000m以上[1]，铁路线路选择布线海拔高程为1 060～1 800m，同时采用隧道方式穿越大熊猫栖息地及交流通道分布区域，最大限度加大线路埋深，减少出露地面工程，由此铁路经过的该海拔段不属大熊猫活动的主要区域，对大熊猫的迁移活动不造成直接的影响[1]。通过工程技术经济、地质条件、环境优化比选的研究，成兰铁路全线隧道长度达70%左右，号称“地下铁路”。

④可研阶段成都至茂县段线路方案走向环境环保选线研究比选情况见表3。从工程地质条件、工程技术经济和带动沿线旅游发展及促进地震极重灾区恢复重建方面分析，经安县方案优于经红白方案。从生态环境方面综合比选得出，经安县方案、经红白方案工程可采用全隧道方式穿越大熊猫栖息地及生境，避开大熊猫活动的主要海拔段，对大熊猫栖息地基本不产生影响。同时，自然保护区、风景名胜区、地质公园、森林公园等环境敏感区主管部门对从工程地质、技术经济、环境可行性等方面综合分析，虽然经安县方案涉及敏感区，但在采取环境保护措施后，从环保角度分析，方案是可行的。因此，从环保角度分析，成都至茂县段工程建设方案，综合考虑工程技术经济、地质条件、环境保护等因素，推荐经安县方案。

表3 成都至茂县段线路方案走向环境影响综合比选(范围：CK0+000～CK102+100)Tab.3 Comprehensive comparison of environmental impact of Chengdu to Mao County segment route schemes (Scope:CK0+000～CK102+100)

3 环保选线成果

成兰铁路穿越的岷山山系，生态保护对象无论是野生动植物及其生境还是景观资源都有着很高的保护价值。铁路设计选线过程中，贯彻环保选线理念，早期介入，秉持“生态选线”的原则，全方位把握自然生态与空间分布和特点，采用区域生态战略评价的创新理念，将线性环评扩展至区域环评，评价不再局限于线路方案两侧，将沿线集中连接分布在一起的敏感区群作为集体保护对象进行比选，从生态战略角度出发进行区域环保选线，推荐线路方案绕避了岷山山系集中连片、整体性保护较强的保护区域，选择了对生态影响最小的宏观线路走向方案；同时，考虑大熊猫及其生境，优化线路平纵断面布置、工程结构形式、施工组织方案，大大减少了铁路建设对重要保护及岷山山系整体生态功能的影响。通过对成兰铁路运用区域生态战略评价的创新理念，开展环保选线的技术原则与方法的总结和研究，得出以下成果。

3.1 环保选线原则。复杂艰险山区铁路选线应贯彻“预防为主、保护优先、开发与保护并重”的方针，坚持以“保护优先、避让为主”、加强对生态敏感区保护的原则，达到“沿线珍稀濒危野生动植物不受影响，景观资源和景观不受破坏，江河水源不受污染，生态环境得以恢复”的环境保护总体目标，建成“生态型”绿色铁路。

3.2 环保选线思路。将线性环评扩展至区域环评，将沿线集中连接分布在一起的敏感区群作为集体保护对象进行比选，从生态战略角度出发进行区域环保选线。

3.3 介入时机。项目前期立项决策阶段环评早期介入，与铁路设计主专业融为一体，全过程参与线路选线研究中，将生态保护和绿色发展作为线路方案决策考虑的重要因素。预可研阶段开展之初早期介入，开展宏观通道方案走向的环保选线研究；可研究阶段进一步开展微观、局部方案环境比选和优化。

3.4 研究范围及方法。大范围综合研究，实施空间管控，从生态战略角度出发进行区域环保选线。从区域环评角度出发，收集、掌握大范围的所有值得保护区域和资源信息，将沿线集中连接分布在一起的敏感区群作为集体保护对象，充分考虑区域生态完整性和连续性，采用GIS空间图层叠置技术和方法，快速分析生态环境影响程度，明确生态空间管控要求，比选出环境最优、影响最小的宏观通道方案走向和线路方案。

3.5 广泛参与。针对前期预可研、可研阶段环保选线研究成果，开展部门和专家的参与、咨询，听取不同部门、不同领域专家对项目建设环境保护意见，并由专门专业机构、专家学者开展专题研究，形成一个学者与决策者共同合作的过程，保证线路推荐方案的环境可行性。

3.6 以生态功能区划为指导，以相关法律法规为准绳，开展铁路建设环保选线和相关专题研究，有效地保障了西部复杂艰险山区铁路建设与生态保护的协调和统一，实现铁路建设从源头，落实控制绿色发展的国家生态保护战略目标。

4 结 语

成兰铁路通过青藏高原东部边缘构造强烈复合之高山峡谷带过渡区，是国家生态安全重要屏障区、生物多样性保护重要生态功能区、以岷山山系大熊猫为代表的珍惜野生动物及其生境保护级别高、分布密度大的生态环境十分敏感和脆弱区、江河水源涵养区环保选线的典型，是区域生态宏观选线与局部线路建设方案环境优化、工程措施相结合的良好尝试，是中铁二院多年来在复杂艰险山区环保选线经验的继承发展与深度实践。开展成兰铁路环保选线理念和经验的总结，有助于西部地区基础设施建设与生态保护两大关键的协调发展，特别是川藏、滇藏地区铁路、公路、输油管线等线性工程建设参考，具很好的现实意义和学术借鉴。

参考文献：

[1] 冉江红,等. 新建铁路成都至兰州线对大熊猫栖息地的影响研究[R]．成都: 四川大学. 2008.

[2] 钟 新,等. 新建铁路成都至九寨沟(兰州)线预可行性研究报告[R]．成都: 中铁二院工程集团有限责任公司.2008．

[3] 钟 新,等. 新建铁路成都至九寨沟(兰州)线可行性研究报告[R]．成都: 中铁二院工程集团有限责任公司．2008．

[4] 郑光玉,等.新建铁路成都至兰州线环境影响报告书[R]．成都: 中铁二院工程集团有限责任公司．2009．

[5] 高 山,等. 新建铁路成都至九寨沟(兰州)线环保选线技术咨询论证报告[R]．成都: 中铁二院工程集团有限责任公司．2008．